ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF USING SOLAR SYSTEMS BASED ON PHOTOVOLTAIC MODULES AND SOLAR COLLECTORS FOR ENERGY SUPPLY OF BUDGET FACILITIES
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2023.279665Keywords:
photovoltaic modules, solar collector, software, energy modeling, fuel substitution rate, CO2 emissions.Abstract
This article analyzes the operation of a solar energy system installed in a higher education institution, consisting of four photovoltaic stations connected to the electrical grid for self-consumption, and a solar hot water system with collectors and a storage tank. The operation of the system was modeled using the RETScreen, T*SOL, and PV*SOL software programs, based on averaged climate data obtained from the "Zhuliany" weather station. The solar system is installed on the south-facing roof of the building and consists of 262 monocrystalline silicon photovoltaic modules of Trina Solar TSM-DE08M (II) type with a power of 370 W, installed at an angle of 30° to the horizon, and 8 Veissmann Vitosol 300-T SP3 vacuum tube collectors with a power of 1.3 kW installed at an angle of 35°. The placement of the solar elements was determined through modeling, considering their dimensions, the features of the roof structure, the placement of ventilation systems, and the shading of the roof surfaces by other elements of the building in Kyiv. As a result of energy modeling, it was determined that the amount of thermal energy obtained is 6.823 MWh/year, and the amount of electrical energy is -109.16 MWh/year, with a total inverter capacity of 95 kW, a traditional fuel replacement coefficient of 50% for the photovoltaic system and 75% for the solar system with collectors, payback periods of 4.3 years for the photovoltaic system, and 13 years for the hot water system when replacing electric boilers and 16 years when obtaining hot water from a district heating network. The reduction in harmful emissions is 45 tons/year of CO2, which is equivalent to 104.3 barrels of crude oil or 19,279 liters of high-octane gasoline or 15.5 tons of recycled waste. Based on the analysis of the data, it is recommended to install such systems in higher education budget institutions to reduce electricity or natural gas consumption and reduce harmful emissions into the environment.
References
Enerhetychna stratehiia Ukrainy na period do 2035 roku «Bezpeka, enerhoefektyvnist, konkurentospromozhnist». URL: www.zakon.rada.gov. ua/signal/kr06145a.doc.
Kudria S. O. Netradytsiini ta vidnovliuvani dzherela enerhii . Pidruchnyk. Natsionalnyi tekhnichnyi universytet Ukrainy «KPI». Kyiv, − 2012. − 495 s.
Nimechchyna: Ne vstanovyv soniachnu batareiu na dakhu? Platy shtraf! URL: http://www.golos.com.ua/article/347740
Haluz soniachnoi enerhetyky v Ukraini. URL: https://www.ueex.com.ua/presscenter/news/galuz-sonyachnoi-energetiki-v-ukraini/
Karty Google. URL: http://www.google.com.ua/maps/.
Clean energy project analysis. RETScreen engineering & cases Textbook. 3rd edition URL: http://www.retscreen.net/.
Prohramne seredovyshche T* SOL. URL: https://valentin-software.com/.
Prohramne seredovyshche PV*SOL. URL: https://valentin-software.com/
Soniachna panel Trina Solar TSM-DE08M (II) URL: https://ecoforce.com.ua/ru/photoelectrics/tsm-de08m-375w/
Soniachnyi kolektor Vitosol 300-T SP3 URL:https://viessmann-atlant.com.ua/geliosistemy-viessmann/viessmann-vitosol-300-t-sp3b
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).